CN208256914U - 一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器，所述的超材料结构自下至上依次为底部全反射金属层、中间损耗介质层以及顶层的金属设计图样，三层结构紧密贴合。设计的金属图样为同一平面相互分立的三部份，包括外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构，三部分同正方形结构单元同中心。本实用新型具有吸收率高、极化无关、宽角度入射等特点，并有多个吸收频点工作在太赫兹波段。
Description
技术领域
本实用新型属于超材料技术领域，尤其涉及一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器。
背景技术
人工合成超材料具有常规材料不具备的超常电磁特性，在不违背物理规律的基础上可以按照人的意愿来合成新型材料并突破自然规律限制，由此得到了科学家和人们的广泛关注。在太赫兹技术领域，由于自然界中鲜有对此频段产生相应的材料，这种可以根据人的意愿进行设计的新材料的研究对于突破太赫兹空白就显得格外重要。自从第一个超材料吸收器被提出以来，超材料就向人们展示出了其超乎寻常的特性，对电磁波的完美吸收，但是除了其完美吸收的特性外在实际的应用中，超材料还伴随着许多待解决的问题，如单一频带，极化敏感，且只能工作在很小的入射角范围内。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太赫兹三带吸收器，并且具有宽入射角和极化无关特性。
本实用新型目的的技术解决方案：每个吸收单元从下到上依次由底部全反射金属层、中间损耗介质层以及顶层的金属设计图样组成，三部分紧密贴合。所述的金属图样由外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构组成，外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构中心相同且为四倍对称的中心对称结构。
本实用新型还包括一些结构特征：
顶层的金属设计图样为同一平面相互分立的三部分，包括外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构，三部分同正方形结构单元同中心；
中心带短边类十字结构带短边，短边长度大于线宽且小于十字结构长度的一半；
与现有技术相比其显著优点是：
本实用新型提出的宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器结构的顶层的金属设计图样由三种结构组成，分别是外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构，这三种结构可以提供三种不同的电磁波入射模式发生干涉，从而可以实现三频的吸收效果。
本实用新型提出的宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器结构的底层金属薄膜为全金属结构，采用这种结构可以保证无电磁波透射，进入到吸收器内部的电磁波在介质损耗和欧姆损耗的作用下被全部损耗掉。
本实用新型的结构简单利于加工，采用平面累积方式实现多频吸收，吸收频点多、吸收率高：具有三个吸收率超过99.9%的吸收频点；
本实用新型单元结构采用平面下的四倍对称结构，这种结构可以吸收任意极化角度的电磁波；
本实用新型提出的宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器具有宽入射角特性，当入射角度增加到50度时依旧能保持90%以上吸收率。
附图说明
图1是本实用新型宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器单元结构的三维视图；
图2是本实用新型单元结构的主视图；
图3是本实用新型的吸收特性示意图；
图4是本实用新型对斜入射电磁波的吸收率示意图。
具体实施方式
下面结合附图与本实用新型的技术方案进行进一步的详细描述。
结合图1、图2，本实用新型宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器，包括底部全反射金属层、中间损耗介质层以及顶层的金属设计图样；底部全反射金属层和顶层的金属设计图样紧覆在中间损耗介质层的两侧；中间损耗介质层为介电常数为3.5，损耗角正切值为0.02，厚度为8μm的聚酰亚胺；底部全反射金属层和顶层的金属设计图样采用电导率为5.96×107S/m，厚度均为0.2μm;顶层的金属设计图样由三部分组成：外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构；其中外部正方形环的边长略小于单元尺寸，为88μm，中间圆环半径为35μm，中心带短边类十字结构带短边，长边长度为40μm，且结构特征为短边长度大于线宽且小于十字结构长度的一半，本实用新型中金属图样的线宽均为4μm；三部分设计图样紧附在介质层表面上，且中心在同一点上。图3是本实用新型在THz波段的吸收特性曲线图，在0.3THz到2THz频率范围内具有三个独立的吸收频点，吸收率均达到99%以上；图4为本实用新型提供的三频点超材料吸收器在不同入射角度情况下的吸收特性曲线，从图中可以看出，本实用新型在吸收频率点处对斜角度入射仍保持着良好的吸收特性，当入射角度增加到50度时，吸收率仍保持在90%以上。由于本实用新型单元结构采用平面下的四倍对称结构，所以TE、TM极化不敏感。
Claims (2)
1.一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器，其结构自下至上依次为底部全反射金属层、中间损耗介质层以及顶层的金属设计图样，三层结构紧密贴合；设计的金属图样为同一平面相互分立的三部分，包括外部正方形环、中间圆环和中心带短边类十字结构，三部分同正方形结构单元同中心；中间损耗介质层采用介电常数为3.5、损耗角正切0.02的聚酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器，其特征在于：中心带短边类十字结构带短边；短边长度大于线宽且小于十字结构长度的一半。
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|---|---|---|---|---|
| CN107834209A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-03-23 | 哈尔滨理工大学 | 一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器 |
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